Европа е изправена пред епидемия от затлъстяване поради ултрапреработените храни EFE

храни

Антъни Фарде и Жерар Фонти

Много хронични заболявания са свързани с лоша диета, особено с приема на ултрапреработени продукти. Също така с дисфункция на общността от микроорганизми, инсталирани в нашия храносмилателен тракт (чревна микробиота): затлъстяване, диабет тип 2, сърдечно-съдови заболявания, рак, психологични и храносмилателни заболявания. Тези асоциации, наблюдавани от учени от различни, но взаимно допълващи се дисциплини, ни карат да се замислим за връзките, които са били изградени по време на еволюцията между абиотичните фактори (характеристиките на нашата храна) и биотиката (микроорганизмите) на човешката чревна екосистема.

Ако диетата оказва влияние върху нашето здраве, това е отчасти защото влияе върху разнообразието на чревната микробиота и нейните дейности. Също така е важно да имате разнообразна диета, богата на плодове, зеленчуци и други растителни продукти, чието хранително съдържание трябва да бъде възможно най-близко до това преди прибирането на реколтата.

Какви са хранителните вещества в зеленчуците? Стената му образува сложна мрежа, съставена главно от въглехидратни полимери (до 90% целулоза, хемицелулоза, пектини), но също така и невъглехидратни полимери (лигнин, протеини, липиди), минерали и различни вещества, които варират в зависимост от вида. Именно в първата е концентрирана голяма част от енергията от фотосинтезата.

Сцеплението между компонентите на стената се гарантира от химически връзки, чиято сложност все още не е напълно ясна. Известно е обаче, че се образува от група целулозни микрофибрили, които се вкарват в матрица от хемицелулоза и пектин.

Стената съдържа и лигнин: това увеличава твърдостта му и му придава голяма механична и химическа устойчивост. Накрая, в зависимост от вида, се наблюдава минерализация (силициев диоксид, калций) или желиране (венци, слуз) на стените, поради натрупването на вещества, които се отлагат чрез натрупване или натрупване (восъци, суберини, кутин, спорополенин).

Растителната матрица, храна за микробиотата

Целулозата е линеен хомополимер, съставен от D-глюкозни единици. Степента на полимеризация е между 250 и 15 000, а паралелното сглобяване на 16 до 18 целулозни вериги представлява микрофибрила. Всяка микрофибрила има кристализирани, добре структурирани области и други така наречени аморфни области, където веригите не са добре подредени. Що се отнася до влакната, те са макрофибрилни структури, образувани от асоциирането на микрофибрили.

Хемицелулозата, от друга страна, е хетерополимер. Той се свързва с целулозните микрофибрили, в които може да бъде хванат, чрез водородна връзка. Структурата му се характеризира с основна линейна верига от глюкоза, маноза или ксилоза. Повечето от гръбначните стълбове са свързани и съдържат пентози, хексози и уронови киселини. В зависимост от тяхната първична структура, те се разделят на четири групи: ксилогликани (ксилан и арабиноксилани), маногликани (глюкоманан и галактоманан), β-глюкани и ксилогликани, чийто дял варира според растителните видове и биологичната тъкан.

Пектинът, друго съществено съединение в растителната стена, е богат на галактуронова киселина (70% от молекулата). Могат да бъдат намерени до седемнадесет различни монозахариди, с повече от двадесет вида връзки. В допълнение, той може да бъде силно естерифициран от метилова и ацетилова групи: следователно има силно метилирани пектини (DM> 50%) и ниско метилирани (DM

И накрая, пектиновите полимери се класифицират в три групи: хомогалактуронани (HG), рамногалактуронан I (RGI) и рамногалактуронан II (RGII), въпреки че в редки случаи могат да бъдат заместени от други галактуронани (ксилогалактурони и апиогалактуронани).

Повече лечения, по-малко фибри

Технологичните обработки - като рафиниране на зърно или пресоване на плодове - намаляват съдържанието на фибри в растителните продукти. В ултрапреработените храни, които често се състоят от рекомбинации на пречистени съставки заедно с добавки, съдържанието е значително намалено.

Смята се, че французите поглъщат около 20 g фибри на ден, когато е препоръчително да консумират около 30 g. Трябва да се отбележи, че взети под формата на хранителни добавки, фибрите нямат структурна сложност и следователно богатството на естествени продукти. Приемът на фибри е недостатъчен по отношение на нуждите на нашата чревна микробиота.

Тази микробиота обаче изпълнява много основни функции.

При хората, както и при другите животни, той се характеризира с голямото си разнообразие (има няколкостотин вида, принадлежащи към археи и бактерии, но също така и бактериални вируси). Той е отговорен и за основните функции, които могат да изпълняват само микроорганизмите, като смилането на основните компоненти на растенията и синтеза на витамини, но също така и за производството на различни метаболити, като бутират, който е източник на енергия за клетките на чревния епител и чиято защитна роля срещу рак на дебелото черво е добре проучена.

Верижна работа за смилане на фибри

Чревната микробиота не е равномерно разпределена в храносмилателния тракт. Всъщност концентрацията и разнообразието му са най-високи (10 милиарда клетки на милилитър съдържание) в дебелото черво и именно там се усвояват растителните влакна, предоставени от плодовете и зеленчуците. В тънките черва микробната общност е много по-малко богата и тя участва главно в развитието и стимулирането на нашата имунна система.

Трябва да подчертаем, че храносмилането на растителни влакна се обработва само от микроорганизми. Защото, с изключение на последното, на всички живи същества, включително хората, липсват ензимите, които осъществяват разграждането на различните полимери, които го съставят, т.е. целулоза, хемицелулоза и пектини.

Процесът е сложен. В него участват няколко микробни групи, организирани в трофична верига за противодействие на голямата специализация на микроорганизмите. Тази верига осигурява циркулацията на материята (и следователно на биохимичната енергия) между различните компоненти на екосистемата, като осигурява нейната сплотеност и стабилност и се осъществява на няколко етапа.

В първата хидролитичните (фибролитични) микроорганизми разграждат полихолозидите на растителните стени и освобождават прости ферментируеми молекули, главно многобройни осидни фрагменти. След това, с помощта на други бактерии, които съставляват второто звено в хранителната верига, тези хидролитични видове използват разтворимите съединения като енергийни източници за ферментация. Тези процеси генерират късоверижни мастни киселини (SCFA), междинни метаболити (млечна, янтарна и мравчена киселини) и газове (H2 и CO2).

Докато първите са известни източници на енергия за хората, вторите бързо се консумират от бактериите. Водородът се използва от хидрогенотрофни микроорганизми, които представляват третото звено във веригата. И накрая, в зависимост от всеки индивид, откриваме археи, които намаляват CO2 в метан, бактерии, които създават ацетат и други микроорганизми, които произвеждат сероводород.

Защо е важно микробното разнообразие?

Отговорът се крие главно в множеството функции, които микробиотата трябва да изпълнява, за да разгражда и ферментира храната. Но трябва да вземем предвид и другите функции, които тя изпълнява, също толкова важни за нашето хранене и нашето здраве: стимулиране на имунната система, производство на витамини, производство на основни метаболити за нашата сърдечно-съдова система и мозъка ни. Накратко, различните микробни общности са силно специализирани във функциите, които изпълняват.

Във всяка функционална група видовете заемат екологични ниши, които варират в зависимост от определени параметри. На първо място, в зависимост от физиологичните характеристики: афинитет към субстрата, енергийна ефективност, енергия за поддържане, адхезионна способност на субстрата, устойчивост на киселинност, реакция на градиенти на концентрацията на субстрата и др. На следващо място, в зависимост от естеството на многото взаимодействия, които видовете са създали помежду си: конкуренция, синергия, пренос на водород, хранителна допълняемост.

Сложността на растителните структури, голямата им хетерогенност, техните свойства, разнообразието на химическите връзки, както в полимерите, така и между тях, или дори многото разнообразие от съединения на растителната тъкан изискват широк спектър от микроорганизми, разнообразни стратегии и перфектно адаптирани механизми: придържане към влакната, отслабване и деконструкция на тъканите и множественост и комплементарност на хидролитичните ензими.

Тези механизми, които се различават при различните видове, се допълват. Те се основават на пространствена, функционална и метаболитна организация на микробните видове, с безброй екологични ниши, всяка от които съответства на специфичен микробен биотип.

Какво е въздействието на ултрапреработените храни?

По своята същност, представяне, количества и честота, с която се яде, цялата храна задължително оказва влияние върху баланса на чревната микробиота. Доставката на хранителни вещества и енергия до общността на микроорганизмите зависи от това. Тъй като се разгражда и ферментира, той действа върху физикохимичните параметри на околната среда, които от своя страна определят целия баланс на популациите на микробите.

От тази гледна точка ултрапреработената храна няма същите свойства като естествения продукт. Въпреки че може да има еквивалентен състав на макроелементи, често липсва ефектът „матрица“. Освен това, тъй като взаимодействията между неговите съединения и съдържанието на фибри не са еднакви, той не предлага толкова голям брой екологични ниши. Това ще промени потока на енергия в екосистемата. В резултат на това естеството и концентрацията на метаболитите, образувани от бактерии, ще бъдат различни (например с по-малко SCFA). И накрая, подобно на подсладители и емулгатори, някои добавки могат да променят микробния баланс.

Известно е, че микробиотата на големите маймуни (горили, бонобо, шимпанзета) е много по-разнообразна от тази на хората. Също така е богат на Fibrobacter, бактериален род, силно участващ в разграждането на растителните полихолозиди, докато човешката микробиота може да съдържа много Bacteroides, бактерии, участващи в храносмилането на протеини и мазнини. Тези разлики могат да се обяснят с промени в диетата, тъй като големите маймуни се хранят предимно с естествени растителни храни. Що се отнася до намаляването на разнообразието, то е по-силно изразено в силно индустриализираните страни, особено в САЩ, където делът на ултрапреработените продукти в храните е по-висок, отколкото в Европа или Азия.

Намаляване на разнообразието на човешките чревни микробиоми между различните популации: средна стойност на бактериални гени, наблюдавани на отделни индивиди при диви маймуни и в човешки популации (грешките съответстват на 95% CI и звездичките показват значителни разлики с P D'après Moeller et al.) 2014)

Като цяло, по време на еволюцията хората намаляват способността си да смилат растителни съединения. Последващата загуба на разнообразие в чревната микробиота намалява устойчивостта към хранителни или екологични проблеми, което я прави по-уязвима.

Както току-що споменахме в тази статия, следователно съществува силна връзка между характеристиките на нашата храна и нашата чревна микробиота. Поради метаболитите, които тя произвежда, когато разгражда това, което ядем, тази колония от микроби влияе пряко върху нашето хранене. Но работата му зависи от естеството и свойствата на храната, и особено от нейната влакнеста матрица.

Тази констатация, съгласувана между микробиолозите, дава сила на дискурса на диетолозите: те препоръчват прием на малко преработени и много разнообразни зеленчукови продукти (правилото 3 V), за да допринесат голямо количество различни фибри към микробиотата, в запазена матрична форма.

Но, разбира се, има и други параметри, които могат да променят функционирането на микробиотата, като антибиотична терапия и стрес. Следователно трябва да предотвратим натрупването на техните ефекти или, което е още по-лошо, да действат в синхрон. Холистичният поглед върху проблемите с храните („матричният“ ефект на храната, начините на производство и консумация), начина на живот и здравето, сега повече от всякога е от съществено значение.

Антъни Фарде е "C hargé de recherche, UMR 1019 - Unité de Nutrition humaine, Université de Clermont-Auvergne Inrae и Gérard Fonty е" Directeur de recherche émérite, Center national de la recherche scientifique (CNRS) ".

Хранителният лабиринт

Вижте нашите специални предложения за храната и устойчивостта тук.

Това лято, независимо от вашата дестинация, подкрепете независима журналистика и получете нашата специална опаковка у дома: две хартиени списания, без да плащате повече. Вземете „Хранителният лабиринт“ и „Технологии: данни, пари и мощ“ още днес.